手車式斷路器故障導(dǎo)致機(jī)組抽水啟動(dòng)失敗分析

孫紹武

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山064309）

1 簡介

潘家口電廠是我國建設(shè)最早的大中型混合抽水蓄能電站，同時(shí)也是我國唯一的壩后式布置低水頭抽水蓄能電站。電站裝機(jī)4臺，1號機(jī)組為150MW常規(guī)機(jī)組，2～4號機(jī)組為引進(jìn)的可逆式抽水蓄能機(jī)組，電站機(jī)組全部于1993年投產(chǎn)開始商業(yè)運(yùn)行；2～4號機(jī)組配備1臺20MW啟動(dòng)用變頻器（原變頻器為ABB產(chǎn)品，容量60MW，兼有1臺機(jī)變速運(yùn)行功能，后因ABB變頻器故障增多，備件供應(yīng)不足，且變速運(yùn)行實(shí)際不能應(yīng)用，增設(shè)了1臺國產(chǎn)南瑞變頻器，至今運(yùn)行穩(wěn)定），啟動(dòng)母線通過3臺手車式05、06、07開關(guān)給機(jī)組提供啟動(dòng)電流。原開關(guān)為機(jī)組最初配套ABB公司開關(guān)，因達(dá)到使用周期，2013年更換為施耐德電氣華電開關(guān)（廈門）有限公司HVX17-40-31E275型開關(guān)。

2 故障情況說明

2017年05月18 日00：35，華北網(wǎng)調(diào)消納新能源要求潘家口電廠2號、4號機(jī)組開機(jī)抽水；2號機(jī)組并網(wǎng)后，監(jiān)控執(zhí)行4號機(jī)組抽水啟動(dòng)，機(jī)組啟動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速啟動(dòng)同期并網(wǎng)合出口斷路器，合閘成功分07開關(guān)退出變頻器運(yùn)行，在執(zhí)行07開關(guān)分閘過程中，程序執(zhí)行到判斷“4號機(jī)組抽水啟動(dòng)小車開關(guān)07DL分閘位置”信號程序段時(shí)，因07開關(guān)分閘回路故障，監(jiān)控系統(tǒng)未收到反饋信號，4號機(jī)組抽水流程執(zhí)行失敗轉(zhuǎn)事故停機(jī)流程。

3 現(xiàn)場檢查與處理恢復(fù)

3.1 現(xiàn)場處置情況

（1）現(xiàn)地在4號機(jī)手車07開關(guān)控制柜檢查開關(guān)，顯示在合閘位置，現(xiàn)地手動(dòng)進(jìn)行分07開關(guān)操作，開關(guān)依然無法正常分開；

（2）打開07開關(guān)控制柜前面板，在面板上開關(guān)本體操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械分閘按鈕上進(jìn)行分閘操作，07開關(guān)分閘成功；（注：此時(shí)開關(guān)不帶電，具備現(xiàn)地手動(dòng)分閘條件，如果帶電情況下則禁止現(xiàn)地手分閘）

（3）向調(diào)度申請進(jìn)行緊急處理，將07開關(guān)（手車開關(guān)）拉至試驗(yàn)分位置，進(jìn)行傳動(dòng)，對操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部和控制回路進(jìn)行全面檢查。

3.2 故障處理及問題排查

（1）對07開關(guān)控制電源進(jìn)行檢查測量，根據(jù)原理圖測量“101”端子與“102”端子間的直流電壓為DC233V；

（2）打開07開關(guān)控制柜面板對開關(guān)本體內(nèi)部進(jìn)行全面檢查，按照圖紙對07開關(guān)分閘控制回路進(jìn)行檢查，檢查過程中發(fā)現(xiàn)圖紙中的“105”號端子沒有負(fù)電，初步懷疑分閘控制回路存在斷開的情況。

圖1 07開關(guān)控制原理接線圖

（3）重點(diǎn)對負(fù)電“102”端子至“105”號端子間部分進(jìn)行全面檢查，在線圈處測量對地直流電壓為-117V，說明“102”端子至線圈一端的回路正常，對線圈負(fù)電“102”端子另一端的引線進(jìn)行測量檢查發(fā)現(xiàn)引線異常斷開（斷線情況見圖2），控制回路的負(fù)電在此處永久斷開，會引起07開關(guān)分閘失敗。

對07DL分閘線圈的另一根引線檢查發(fā)現(xiàn)也存在一定的破裂情況。

圖2 07開關(guān)控制箱內(nèi)斷線情況

3.3 確定故障點(diǎn)

07開關(guān)分閘控制回路內(nèi)分閘線圈的兩根引線中的一根異常斷開，控制回路負(fù)電壓到此處斷開，引起07開關(guān)無法正常分閘。

3.4 處理步驟

（1）對07開關(guān)分閘控制回路斷線的引線進(jìn)行更換及絕緣處理，對破裂的另外一根引線破裂處進(jìn)行絕緣加固處理，經(jīng)過現(xiàn)地及遠(yuǎn)方3次傳動(dòng)，07開關(guān)分合閘動(dòng)作正常，信號轉(zhuǎn)換正確。

（2）對與07開關(guān)型號及結(jié)構(gòu)相似的05、06、14開關(guān)接線情況進(jìn)行檢查不存在與07開關(guān)類似的接線問題存在。

4 故障原因分析

07開關(guān)投運(yùn)時(shí)盤柜內(nèi)部接線布置不合理，分閘線圈的引線未留有足夠的預(yù)度，07開關(guān)分合閘過程中振動(dòng)較大，導(dǎo)致引線在開關(guān)多次的分合過程中持續(xù)受到拉伸力的作用下出現(xiàn)斷裂，最終導(dǎo)致4號機(jī)組抽水工況轉(zhuǎn)換失敗。

5 暴露的問題

（1）開關(guān)本體操作機(jī)構(gòu)內(nèi)接線布置不合理，沒有考慮開關(guān)分合時(shí)振動(dòng)的影響，引線沒有留有足夠的預(yù)度；

（2）開關(guān)廠對質(zhì)量驗(yàn)收把控不嚴(yán)，裝配工藝不過關(guān)；

（3）設(shè)備檢修及維護(hù)質(zhì)量不到位。

6 防控措施

采取相關(guān)措施如表1。

表1 相關(guān)措施

7 結(jié)束語

潘家口蓄能電廠4號水泵水輪發(fā)電機(jī)組在水泵工況啟動(dòng)過程中，由于變頻器啟動(dòng)母線連接4號機(jī)07開關(guān)分閘信號不能反饋至監(jiān)控系統(tǒng)，導(dǎo)致監(jiān)控未收到變頻器啟動(dòng)母線07開關(guān)分閘信號機(jī)組啟動(dòng)失敗。通過檢查分析可以看出，原因?yàn)殚_關(guān)柜內(nèi)布線不合理，開關(guān)長期分合閘震動(dòng)和導(dǎo)線受應(yīng)力過大，致使開關(guān)信號線斷裂，導(dǎo)致開關(guān)分閘后位置信號不能正常反饋。針對此問題，電廠與施耐德電氣華電開關(guān)（廈門）有限公司進(jìn)行了磋商，對接線臨時(shí)處理，暫時(shí)先恢復(fù)設(shè)備運(yùn)行，擇機(jī)對開關(guān)柜進(jìn)行更換處理，同時(shí)制定應(yīng)對措施對同型號開關(guān)柜進(jìn)行排查，及時(shí)排除設(shè)備隱患，確保了機(jī)組及配電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。